DE202017107185U1 - Adsorption dryer for gaseous media - Google Patents

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Abstract

Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern (34, 36), die jeweils einen Adsorber (38) mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem (32, 48), das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern (34) zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer (36) zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber (38) zu regenerieren, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Adsorber (38) ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen (54) ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht.A gaseous media adsorption dryer comprising two adsorber chambers (34, 36), each containing an adsorbent (38) having a moisture adsorbing surface, and a valve system (32, 48) adapted to be dried under elevated pressure Alternately passing air through one of the adsorber chambers (34) and passing a portion of the dried air to relax through the respective other adsorber chamber (36) to regenerate the adsorber (38) contained therein, characterized in that each of the adsorbers (38 ) is a rigid body having honeycombed channels (54) whose surface is made of a moisture adsorbing material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern, die jeweils einen Adsorber mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem, das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber zu regenerieren. The invention relates to a adsorption dryer for gaseous media, with two adsorber chambers, each containing an adsorber with a moisture adsorbing surface, and with a valve system, which is adapted to be passed to be dried, under elevated pressure air alternately through one of the adsorber and to pass a portion of the dried air after relaxation through the respective other adsorber to regenerate the adsorber contained therein.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Adsorptions-Drucklufttrockner für die Erzeugung von trockener Luft zum Trocknen von Kunststoffgranulat. In particular, the invention is concerned with an adsorption compressed air dryer for the production of dry air for drying plastic granules.

Ein Beispiel eines herkömmlichen Adsorptionstrockners dieser Art wird in DE 29 22 616 A1 beschrieben. Bei diesem bekannten Trockner werden die Adsorber durch lose Schüttungen von kugelförmigen Partikeln aus Adsorptionsmaterial wie beispielsweise Silikagel, Zeolith oder dergleichen gebildet. An example of a conventional adsorption dryer of this kind is disclosed in US Pat DE 29 22 616 A1 described. In this known dryer, the adsorbers are formed by loose fillings of spherical particles of adsorption material such as silica gel, zeolite or the like.

In DE 20 2008 013 225 U1 wird ein Gebläse-Lufttrockner beschrieben, bei dem der Adsorber durch einen rotierenden Zylinder aus wabenförmigem Material gebildet wird. In DE 20 2008 013 225 U1 a blower-type air dryer is described in which the adsorber is formed by a rotating cylinder of honeycomb material.

Der Zylinder ist in einer Trommel angeordnet, deren Querschnitt einlass- und auslassseitig in mehrere Sektoren unterteilt ist. In einem Sektor wird die zu trocknende Luft axial durch die Trommel und durch die Wabenstruktur des Adsorbers geleitet, während in einem anderen Sektor die zu regenerierende Luft durch den Adsorber geleitet wird. Aufgrund der Drehung des Zylinders kommt es so in jedem Teil des Adsorbers zu einem periodischen Wechsel zwischen Adsorptions- und Regenerationsphasen. The cylinder is arranged in a drum whose cross-section is divided into several sectors on the inlet and outlet side. In one sector, the air to be dried is passed axially through the drum and through the honeycomb structure of the adsorber, while in another sector the air to be regenerated is passed through the adsorber. Due to the rotation of the cylinder, there is a periodic change between adsorption and regeneration phases in each part of the adsorber.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Adsorptionstrockner zu schaffen, der einfach aufgebaut ist, nur einen geringen Wartungsaufwand erfordert und es erlaubt, getrocknete Medien mit verbesserter Qualität zu liefern. The object of the invention is to provide an adsorption dryer, which is simple in construction, requires only a low maintenance and allows to deliver dried media with improved quality.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder der Adsorber ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht. This object is achieved in that each of the adsorber is a rigid body with honeycombed channels whose surface consists of a moisture adsorbing material.

Aufgrund der Wabenstruktur des Adsorbers kommt die Luft auf einer sehr großen Oberfläche mit dem Feuchtigkeit adsorbierenden Material in Kontakt, so dass eine ähnlich hohe Trocknungsleistung erreicht wird wie bei herkömmlichen Adsorbern, bei denen das adsorbierende Material durch eine Schüttung aus Kugeln gebildet wird. Da die Adsorber keine mechanisch beweglichen Teile aufweisen, wird ein einfacher Aufbau und eine geringe Störanfälligkeit erreicht und der erforderliche Wartungsaufwand reduziert. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die getrocknete Luft weniger stark mit Staubpartikeln belastet ist, die bei herkömmlichen Drucklufttrocknern mit Partikelschüttungen dadurch entstehen, dass die lose geschütteten Partikel durch die durchströmende Luft in Vibration versetzt werden und aneinander reiben, so dass staubförmiger Abrieb entsteht. Due to the honeycomb structure of the adsorber, the air on a very large surface comes into contact with the moisture adsorbing material, so that a similar high drying performance is achieved as in conventional adsorbers, in which the adsorbent material is formed by a bed of balls. Since the adsorber has no mechanical moving parts, a simple structure and low susceptibility is achieved and reduces the required maintenance. A significant advantage is that the dried air is less heavily contaminated with dust particles, which arise in conventional compressed air dryers with particle beds in that the loose particles are caused by the air flowing through vibration and rub against each other, so that dusty abrasion occurs.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In the following an embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

1 ein Diagramm einer Trocknungsanlage für Kunststoffgranulat mit einem erfindungsgemäßen Adsorptionstrockner; 1 a diagram of a drying plant for plastic granules with an adsorption dryer according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile des Adsorptionstrockners; 2 a perspective view of essential parts of the adsorption dryer;

3 einen axialen Schnitt durch den Adsorptionstrockner; 3 an axial section through the adsorption dryer;

4 einen Querschnitt eines einzelnen Adsorbers des Adsorptionstrockners; und 4 a cross section of a single adsorber of the adsorption dryer; and

5 eine Detailansicht zu 4. 5 a detailed view too 4 ,

Die in 1 gezeigte Trocknungsanlage für Kunststoffgranulat 10 weist einen im oberen Teil zylindrischen und im unteren Teil trichterförmigen Trocknungsbehälter 12 auf, der das Kunststoffgranulat 10 enthält und dem über einen Trocknungsluft-Vorlauf 14 und einen Diffusorkegel 16 getrocknete und temperierte Trocknungsluft zugeführt wird. Die Temperatur der Trocknungsluft beträgt je nach Art des zu trocknenden Kunststoffmaterials zwischen 30 und 180 °C. Die Trocknungsluft strömt innerhalb des Trocknungsbehälters 12 durch die Zwischenräume zwischen den Partikeln des Kunststoffgranulats und nimmt dabei Feuchtigkeit aus den Granulatpartikeln auf. Am oberen Ende des Trocknungsbehälters 12 tritt die Trocknungsluft über einen Auslass 18 und einen Staubfilter 20 aus. In the 1 shown drying plant for plastic granules 10 has a cylindrical in the upper part and funnel-shaped in the lower part drying container 12 on top of the plastic granules 10 contains and that via a drying air flow 14 and a diffuser cone 16 dried and tempered drying air is supplied. The temperature of the drying air is depending on the type of plastic material to be dried between 30 and 180 ° C. The drying air flows inside the drying tank 12 through the interstices between the particles of the plastic granules and absorbs moisture from the granules on. At the top of the drying tank 12 the drying air passes through an outlet 18 and a dust filter 20 out.

Die über den Trocknungsluft-Zulauf 14 zugeführte Luft wird von einem Adsorptions-Drucklufttrockner 22 bereitgestellt, dessen Aufbau und Funktionsweise im folgenden näher beschrieben werden soll. The over the drying air inlet 14 supplied air is from an adsorption compressed air dryer 22 provided, the structure and operation of which will be described in more detail below.

Von einem Kompressor 24 wird Umgebungsluft angesaugt und verdichtet und dann in einem Kältetrockner 26 vorgetrocknet und gekühlt. Über eine Kompressor-Wartungseinheit 28 und einen Ölabscheider 30 wird die Luft dann mit einem Druck von 0,6 bis 0,8 MPa einem 5/3-Wege-Ventil 32 zugeführt, dass den Luftstrom je nach Ventilstellung in eine von zwei säulenförmigen Adsorberkammern 34, 36 weiterleitet. From a compressor 24 ambient air is sucked in and compressed and then in a refrigeration dryer 26 pre-dried and cooled. About a compressor maintenance unit 28 and an oil separator 30 The air is then at a pressure of 0.6 to 0.8 MPa a 5/3-way valve 32 supplied to the air flow depending on the valve position in one of two columnar Adsorberkammern 34 . 36 forwards.

Jede der beiden Adsorberkammern 34, 36 enthält einen Adsorber 38 in der Form eines starren Körpers, der eine Vielzahl von wabenförmig angeordneten, vertikal verlaufenden Kanälen 54 (2) aufweist, wie später noch näher beschrieben wird. Each of the two adsorber chambers 34 . 36 contains an adsorber 38 in the form of a rigid body having a plurality of honeycombed, vertically extending channels 54 ( 2 ), as will be described later.

Die Druckluftauslässe an den oberen Enden der Adsorberkammern 34, 36 sind durch eine gegabelte Leitung 40 miteinander und mit einem Druckregelventil 42 verbunden, durch das der Druck reduziert und auf etwa 0,25 MPa begrenzt wird. Dem Druckregelventil 42 ist ein Proportionalventil 44 nachgeschaltet, mit dem der Volumenstrom der Trocknungsluft geregelt wird, die dann in einer Heizkammer 46 temperiert und dem Trocknungsluft-Vorlauf 14 zugeführt wird. The compressed air outlets at the upper ends of the adsorber chambers 34 . 36 are through a forked wire 40 with each other and with a pressure control valve 42 connected, through which the pressure is reduced and limited to about 0.25 MPa. The pressure control valve 42 is a proportional valve 44 downstream, with which the volume flow of the drying air is regulated, which then in a heating chamber 46 tempered and the drying air flow 14 is supplied.

In jedem Ast der gegabelten Leitung 40 ist zwischen dem Druckregelventil 42 und dem Auslass jeder Adsorberkammer 34, 36 ein Drosselrückschlagventil 48 angeordnet, das eine ungehinderte Luftströmung von der Adsorptionskammer zum Druckregelventil 42 erlaubt, jedoch eine entgegengesetzt gerichtete Luftströmung drosselt. In every branch of the forked wire 40 is between the pressure control valve 42 and the outlet of each adsorber chamber 34 . 36 a throttle check valve 48 arranged, which allows an unobstructed flow of air from the adsorption to the pressure control valve 42 allowed, but throttles an oppositely directed air flow.

Wenn das 5/3-Wege-Ventil 32 die Druckluft beispielsweise der Adsorberkammer 34 zuführt, so ist die Adsorberkammer 36 über einen anderen Weg dieses Ventils mit einem Abluft-Auslass 50 verbunden, so dass die Adsorberkammer 36 in diesem Zustand drucklos ist. Das Drosselrückschlagventil 48, das dieser Adsorberkammer 36 zugeordnet ist, lässt nur einen gewissen Anteil der Luft, die in der Adsorberkammer 34 getrocknet wurde, unter Entspannung in die Adsorberkammer 36 eintreten, während der übrige Anteil der Luft über das Druckregelventil 42 dem Trocknungsluft-Vorlauf 14 zugeführt wird. Durch die getrocknete und entspannte Luft, die in der Adsorberkammer 36 vom Drosselrückschlagventil 48 zum Abluft-Auslass 50 zurückströmt, wird der Adsorber 38 in dieser Adsorberkammer regeneriert. If the 5/3-way valve 32 the compressed air, for example, the adsorber 34 supplies, so is the Adsorberkammer 36 another way this valve with an exhaust outlet 50 connected so that the adsorber chamber 36 is depressurized in this state. The throttle check valve 48 , this adsorber chamber 36 is assigned, only a certain proportion of the air in the adsorber chamber 34 was dried, with relaxation in the adsorber 36 enter while the remaining portion of the air via the pressure control valve 42 the drying air flow 14 is supplied. Due to the dried and relaxed air in the adsorber chamber 36 from the throttle check valve 48 to the exhaust outlet 50 flows back, the adsorber 38 regenerated in this Adsorberkammer.

Nach einer gewissen Betriebsdauer wird das 5/3-Wege-Ventil 32 umgeschaltet, so dass dann die Druckluft dem frisch regenerierten Adsorber 38 in der Adsorberkammer 36 zugeführt wird, während nun der Adsorber in der Adsorberkammer 34 regeneriert wird. Auf diese Weise ist durch zyklische Umschaltung des Ventils eine fortlaufende Erzeugung von Trocknungsluft bei fortgesetzter Regeneration der Adsorber möglich, ohne dass irgendwelche mechanisch beweglichen Teile benötigt werden (abgesehen von den beweglichen Teilen der Ventile). After a certain period of operation, the 5/3-way valve 32 switched so that then the compressed air to the freshly regenerated adsorber 38 in the adsorber chamber 36 is fed while now the adsorber in the adsorber 34 is regenerated. In this way, by cyclically switching the valve, a continuous generation of drying air with continued regeneration of the adsorber is possible without any mechanical moving parts are needed (apart from the moving parts of the valves).

In 2 sind die beiden Adsorberkammern 34, 36 und die zugehörigen Adsorber 38 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigt. Am unteren Ende der Adsorberkammer erkennt man Anschlüsse 52 für die Verbindung mit dem 5/3-Wege-Ventil 32. Die Adsorberkammern 34, 36 haben eine zylindrische Form, wobei die Höhe deutlich größer ist als der Durchmesser. Die Adsorber 38 haben eine dazu passende zylindrische Gestalt, so dass sie den Querschnitt der jeweiligen Adsorberkammer vollständig ausfüllen und sich auch im wesentlichen über die gesamte Länge der Adsorberkammer erstrecken. Jeder Adsorber 38 weist eine Vielzahl vertikaler Kanäle 54 auf, die vom unteren zum oberen Ende durchgehen und eine Wabenstruktur bilden. In 2 are the two Adsorberkammern 34 . 36 and the associated adsorbers 38 shown in a perspective exploded view. At the bottom of the adsorber chamber you can see connections 52 for connection to the 5/3-way valve 32 , The Adsorberkammern 34 . 36 have a cylindrical shape, the height is significantly larger than the diameter. The adsorbers 38 have a matching cylindrical shape so that they completely fill the cross section of the respective adsorber and extend substantially over the entire length of the adsorber. Every adsorber 38 has a variety of vertical channels 54 going from the bottom to the top and forming a honeycomb structure.

Die oberen Enden der Adsorberkammern 34, 36 sind durch einen gemeinsamen Deckel 56 abgeschlossen, der die Adsorber 38 in Position hält und Anschlüsse 60 für die beiden Äste der gegabelten Leitung 40 bildet. The upper ends of the adsorber chambers 34 . 36 are by a common cover 56 completed the adsorber 38 holds in place and connections 60 for the two branches of the forked wire 40 forms.

3 zeigt die Adsorberkammern 34, 36 und die Adsorber 38 im zusammengebauten Zustand und lässt insbesondere auch die vertikal durchgehenden Kanäle 54 in den Wabenstrukturen erkennen. Am oberen und unteren Ende des Adsorbers 38 sind in der Adsorberkammer 34 bzw. 36 jeweils Freiräume gebildet, die eine Verteilung der Luft auf die Kanäle der Wabenstruktur ermöglichen. 3 shows the Adsorberkammern 34 . 36 and the adsorbers 38 in the assembled state and leaves in particular the vertically continuous channels 54 recognize in the honeycomb structures. At the top and bottom of the adsorber 38 are in the adsorber chamber 34 respectively. 36 each free spaces formed, which allow a distribution of air to the channels of the honeycomb structure.

In einem praktischen Beispiel haben die zylindrischen Adsorber 38 eine axiale Länge von etwa 180 mm und einen Durchmesser von etwa 48 mm. In 4 ist die Anordnung der Kanäle 54 in der Wabenstruktur deutlicher zu erkennen. Die Kanäle haben jeweils einen dreieckigen Querschnitt und sind nur durch verhältnismäßig dünne Wände voneinander getrennt. In 5 sieht man die Querschnitte einiger einzelner Kanäle 54 und der zwischen ihnen gebildeten Wände 54a. Die Querschnittsformen der Kanäle sind rechtwinklig-gleichschenklige Dreiecke mit einer Basisbreite von etwa 1,85 mm und eine Höhe von etwa 1,7 mm. Die Wände 54a haben eine Dicke von etwa 0,25 mm. Die Wände 54a sind mit einem adsorbierenden Material wie Silikagel oder Zeolith oder mit einem Molekularsieb-Material beschichtet, so dass die durchströmende Luft in engen Kontakt mit dem adsorbierenden Material kommt. Andererseits wird durch den geradlinigen Verlauf der Kanäle 54 ein relativ geringer Strömungswiderstand erreicht. In a practical example, the cylindrical adsorber 38 an axial length of about 180 mm and a diameter of about 48 mm. In 4 is the arrangement of the channels 54 to recognize more clearly in the honeycomb structure. The channels each have a triangular cross-section and are separated only by relatively thin walls. In 5 you can see the cross sections of some single channels 54 and the walls formed between them 54a , The cross-sectional shapes of the channels are right-angled isosceles triangles with a base width of about 1.85 mm and a height of about 1.7 mm. The walls 54a have a thickness of about 0.25 mm. The walls 54a are coated with an adsorbent material such as silica gel or zeolite or with a molecular sieve material, so that the air flowing through comes into close contact with the adsorbent material. On the other hand, due to the straight-line course of the channels 54 achieved a relatively low flow resistance.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2922616 A1 [0003] DE 2922616 A1 [0003]
  • DE 202008013225 U1 [0004] DE 202008013225 U1 [0004]

Claims (7)

Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern (34, 36), die jeweils einen Adsorber (38) mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem (32, 48), das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern (34) zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer (36) zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber (38) zu regenerieren, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Adsorber (38) ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen (54) ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht. Adsorption dryers for gaseous media, with two adsorber chambers ( 34 . 36 ), each having an adsorber ( 38 ) with a moisture adsorbing surface, and with a valve system ( 32 . 48 ), which is adapted to be dried, under increased pressure air alternately through one of the Adsorberkammern ( 34 ) and a portion of the dried air after relaxation by the respective other adsorber chamber ( 36 ) to the adsorber ( 38 ), characterized in that each of the adsorbers ( 38 ) a rigid body with honeycombed channels ( 54 ) whose surface consists of a moisture adsorbing material. Adsorptionstrockner nach Anspruch 1, bei dem jeder Adsorber (38) ein säulenförmiger Körper mit in Längsrichtung durchgehenden Kanälen (54) ist. An adsorption dryer according to claim 1, wherein each adsorber ( 38 ) a columnar body with longitudinally continuous channels ( 54 ). Adsorptionstrockner nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kanäle (54) jedes Adsorbers eine Breite von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm haben und durch Wände (54a) voneinander getrennt sind, deren Dicke weniger als 0,5 mm, vorzugsweise weniger als 0,3 mm beträgt. An adsorption dryer according to claim 1 or 2, wherein the channels ( 54 ) each adsorber has a width of less than 3 mm, preferably less than 3 mm and through walls ( 54a ) are separated from each other, whose thickness is less than 0.5 mm, preferably less than 0.3 mm. Adsorptionstrockner nach einen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Kanäle (54) einen dreieckigen Querschnitt haben. An adsorption dryer according to any one of the preceding claims, wherein the channels ( 54 ) have a triangular cross-section. Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wände der Kanäle (54) mit dem Feuchtigkeit adsorbierenden Material beschichtet sind. Adsorption dryer according to one of the preceding claims, in which the walls of the channels ( 54 ) are coated with the moisture adsorbing material. Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem einlassseitige Anschlüsse der Adsorberkammern (34, 36) über ein umschaltbares Ventil (50) wechselweise an einen Auslass eines Kompressors (24) anschließbar sind. Adsorption dryer according to one of the preceding claims, in which inlet-side connections of the adsorber chambers ( 34 . 36 ) via a switchable valve ( 50 ) alternately to an outlet of a compressor ( 24 ) are connectable. Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem auslassseitige Anschlüsse (60) der Adsorberkammern (34, 36) an zwei sich vereinigende Äste einer gegabelten Leitung (40) angeschlossen sind und jeder Ast ein Drosselrückschlagventil (48) enthält. Adsorption dryer according to one of the preceding claims, in which outlet-side connections ( 60 ) of the adsorber chambers ( 34 . 36 ) to two unifying branches of a bifurcated line ( 40 ) and each branch is a throttle check valve ( 48 ) contains.
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